Molecular mechanism underlying glucocorticoid receptor´s activity modulation

A lo largo de esta tesis se investigaron algunos de los mecanismos moleculares que modulan la actividad del receptor de glucocorticoides (GR), un factor de transcripción regulado por ligando. En primer lugar, utilizando cuatro esteroides con diferentes actividades se estudió cómo la estructura del ligando afecta la actividad transcripcional del GR. Además, mediante la técnica de Número y Brillo se demostró por primera vez, en forma directa, que el receptor es capaz de homodimerizar in vivo. Los resultados sugieren que este proceso sería independiente de la unión al ADN y a coactivadores como TIF2. En segundo lugar, se investigaron los mecanismos responsables de la inducción dependiente de glucocorticoides del gen pro‐apoptótico Bax, en células derivadas de timoma de ratón S49. Los resultados indican que el aumento transcripcional de bax no es causado por la estabilización de su ARNm, y que las primeras 6.5 kb del promotor del gen no estarían involucradas en el efecto inductor mediado por el GR. A través del uso de un glucocorticoide disociado, sugerimos que el GR induce la expresión de Bax mediante un mecanismo de transactivación. Más aún, no se descarta la posibilidad que el efecto del GR sea indirecto, es decir, induciendo la expresión de otro gen, necesario para aumentar los niveles totales de Bax. Por último, se investigaron los mecanismos involucrados en el efecto antagónico entre la melatonina (MEL) y los glucocorticoides. Nuestros hallazgos muestran que MEL no inhibe al GR en forma generalizada, sino que sólo lo hace en ciertos tipos celulares, y mediante mecanismos diferentes. Mientras que en timocitos de ratón MEL inhibe la disociación del complejo GR‐Hsp90, en células BHK inhibe la interacción del GR con el coactivador TIF2. Finalmente, presentamos evidencias que sugieren que el inhibidor farmacológico de los receptores de melatonina, el Luzindole, sería también un antagonista del receptor de glucocorticoides.The glucocorticoid receptor (GR) is a transcription factor that regulates gene expression in a ligand‐dependent fashion. This thesis explores some of the molecular mechanisms involved on GR’s activity modulation. By using four different steroid ligands with distinct glucocorticoid and antiglucocorticoid properties, we analyzed ligand structure effects on GR transcriptional modulation. In this sense, by performing Number and Brightness assays we presented for the first time direct evidence of GR homodimerization process in vivo. Results also show that this event can occur without TIF2 coactivator interaction and most likely in a ligand structure and DNA independent manner. On the other hand, we investigated the mechanisms underlying glucocorticoid‐dependent bax induction in S49 cells. Results show that glucocorticoids do not have any effect on bax mRNA stability, suggesting that GR enhances bax’s transcription rate. Moreover, at least 6.5 kb upstream of bax’s start translation site would not be involved on the glucocorticoid‐dependent induction. Results derived from the use of a selective glucocorticoid suggest that GR induces bax expression through a transactivation mechanism. Moreover, we can’t rule out that GR could regulate bax levels through an indirect mechanism involving the expression of another factor. Finally, we studied the molecular mechanisms underlying melatonin (MEL) modulation on the glucocorticoid pathway. Our results show that MEL is not a generalized‐cell type glucocorticoid antagonist. We found that MEL modulates GR response only in a subset of cells, in a cell‐type specific molecular mode of action. In thymocytes, it inhibits GR action by blocking the dissociation of the 90‐kDa heat shock protein; while in BHK cells MEL reduces GR‐TIF2 interaction. Lastly, we also present evidences suggesting that melatonin receptor inhibitor Luzindole is also an antagonist of the glucocorticoid receptor pathway.Fil:Presman, Diego Martín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina